Fenomenul a fost descris pentru gaze la mijlocul secolului al XIX-lea de Thomas Graham. Odată cu dezvoltarea teoriei, faimosul metalurgist britanic W. C. Roberts-Osten a prezentat date pentru solide. În anii următori, oamenii de știință au încercat să formeze un model unificat pentru a descrie difuzia metalelor, ce este — vom afla.
23.09.2021 Subiect: Metalurgia generală Autor: Paxey
În acest articol:
Difuzarea metalelor este o definiție care caracterizează procesul de transfer al materiei. În cazul solidelor, au loc salturi aleatorii de atomi de la un nod al rețelei cristaline la un sector apropiat sau la spațiul liber. Fenomenul se caracterizează prin crearea unui strat de difuzie pe suprafață și este caracterizat de proprietăți fizice și chimice. De exemplu, atomii a două metale sunt amestecați la interfață.
Procesul este foarte lent și nu necesită un aport semnificativ de energie. Acesta poate fi accelerat numai sub acțiunea temperaturilor ridicate și a altor factori.
Modele de difuzie
Fenomenul a fost descris pentru gaze la mijlocul secolului al XIX-lea de Thomas Graham. Odată cu dezvoltarea teoriei, celebrul metalurgist britanic W. C. Roberts-Osten a prezentat date pentru solide. În anii următori, oamenii de știință au încercat să formeze un model unificat pentru a descrie difuzia metalelor, ce este — vom afla.
Faptele cunoscute până în prezent:
- mecanismul principal este considerat a fi metoda substituției vacante;
- sunt valabile ecuațiile de bază ale lui Fick, care determină transferul fluxului total de atomi între două rețele cristaline pe unitate de timp;
- autodifuziunea are loc în compușii metalici sub acțiunea încălzirii.
Sub acțiunea simultană a compresiei de șoc, a curentului alternativ și a temperaturii ridicate, se observă o accelerare anormală a mișcării atomice în metal. Au fost efectuate teste corespunzătoare și s-a dovedit că rata de difuzie a particulelor, precum și adâncimea de penetrare, sunt crescute în comparație cu condițiile normale.
Metode de saturare prin difuzie
Saturarea prin difuzie a metalelor este produsă prin diferite metode. Aceasta permite creșterea rezistenței, rezistenței la căldură, rezistenței la coroziune, durității și prelungirea duratei de viață a materialului prelucrat. Procesul poate fi efectuat într-un mediu gazos, amestec de pulberi sau metal topit (lichid).
- borurare. Saturarea produselor metalice și a aliajelor cu elementul bor, crește duritatea, rezistența la uzură, rezistența la coroziune;
- placare cu aluminiu. „Aplicarea” aluminiului pe piese din oțel rezistent la căldură;
- cromarea. Folosit pentru componente din oțel, aliaje pe bază de nichel, cupru, niobiu. Necesar în cazul funcționării mecanismelor în medii agresive;
- silicificarea — saturarea cu siliciu. Piesele tratate în acest fel pot fi utilizate în apă de mare, acizi clorhidric, nitric (industria chimică, petrolieră).
Difuzarea metalelor și aliajelor poate fi influențată de proprietățile materialului, dimensiunile granulelor, condițiile procesului chimic, impactul aplicat, regimul de temperatură. În cazul proceselor de difuzie care se dezvoltă în suduri, se observă defecțiuni cum ar fi fisuri.
Sunt elaborate noi teorii cu privire la natura fenomenului descris. Unele pun accentul pe parametrii termodinamici, altele iau în considerare modele privind salturile atomice.
